[发明专利]热界面结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明一般而论涉及一种热传导结构。更详细而言，本发明涉及一种能够适用于内置IC芯片的热传导模块的热界面结构。

背景技术

近年来，向高密度化发展的半导体集成电路的功率消耗量持续增大。发热量随功率的增大而增大，成为阻碍提高半导体集成电路的工作频率的一个原因。因此，为了进一步提高工作频率等，需要以更高效率冷却半导体集成电路。在用于冷却半导体集成电路的结构中，为了缓和热膨胀的影响，在半导体集成电路与散热结构(散热器)之间设置热接触材料(热界面结构)。该热界面的热阻大，占整个冷却系统的热阻的一半左右。因此，期待一种热阻尽量小的热界面结构。

鉴于这种状况，由于碳纳米管(以下称为CNT)具有高的热传导率、并且具有高的机械柔软性，所以被期待作为热接触材料来应用。在H.Ammita et.al.，“Utilization of carbon fibers in thermalmanagement of Microelectronics”，2005 10th InternationalSymposium on Advanced Packaging Materials：Processes，Propertiesand Interfaces，259(2005)中，公开了将CNT混合到油脂等中作为热接触材料(润滑油)来使用的技术。在美国专利6,965,513中，公开了利用弹性体(Elastomers)等来将取向生长的CNT固定并作为热接触材料加以利用的技术。但是，在这些公开中并没有得到实用的低热阻值。其理由是因为在与CNT接触的基板之间存在大的接触电阻。因此，需要实现CNT与基板之间的小的热阻(高的热耦合性)的方法。

非专利文献1：H.Ammita et.al.，”Utilization of carbon fibers inthermal management of Microelectronics”，2005 10th InternationalSymposium on Advanced Packaging Materials：Processes，Propertiesand Interfaces，259(2005)

专利文献1：美国专利6,965,513

发明内容

(发明所要解决的技术问题)

本发明的目的在于提供一种热阻小的热界面结构。

本发明的目的在于提供一种热传导效率高的热传导模块。

(解决技术问题所采取的技术方案)

根据本发明，提供一种热界面结构，具有：取向了的碳纳米管层；分别设置在碳纳米管层的取向方向的2个端面的金属层。

根据本发明，提供一种具有发热体、散热体、和设置在发热体与散热体之间的热界面结构的热传导模块，其中热界面结构具有：碳纳米管层，被取向为实质上平行于从发热体到散热体的方向；第一金属层，与碳纳米管层的一个端面相连接，并且与发热体热连接；第二金属层，与碳纳米管层的另一个端面相连接，并且与散热体热连接。

附图说明

图1是表示本发明的热界面结构的剖面的图。

图2是表示本发明的热传导模块的剖面的图。

图3是表示本发明的热界面结构的制造方法的一个实施例的图。

图4是表示本发明的热界面结构的制造方法的另一个实施例的图。

(附图标记说明)

1、32：CNT层；2、3、33、36：金属层；4、5：低熔点金属材料、焊接材料；6：散热器；10：热界面结构；20：热传导模块；31：Si基板；34：液体金属层；40：紫外线剥离带

具体实施方式

在本发明中，为了减小接触电阻，在CNT层表面与对置的基板等之间设置金属层。金属层是在取向生长的CNT层的表面上，例如利用溅射法等制作连续的金属层。还可以进一步使用低熔点的金属等将该金属面与其他的基板等热耦合。在本发明中，根据这些内容，来实现充分利用了CNT层的取向性、高热传导性以及机械柔软性的低热阻的热传导结构。以下，参照附图对本发明进行详细说明。